專(zhuān)利名稱(chēng)：極薄半導(dǎo)體封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及薄半導(dǎo)體封裝。特別地，該封裝基本上是引線框的厚度。
背景技術(shù)：
為了增強(qiáng)的便攜性，用于使用半導(dǎo)體器件的很多應(yīng)用正在日益變小和變輕。此類(lèi)應(yīng)用的常見(jiàn)示例包括小電子設(shè)備，諸如蜂窩電話、PDA和便攜式MP3播放器。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件封裝包括引線框，半導(dǎo)體管芯安裝于其上。布線鍵合耦合在半導(dǎo)體管芯與引線框的引線之間。將樹(shù)脂材料模制到管芯、布線鍵合和引線框的周?chē)?，同時(shí)暴露對(duì)引線框的電接觸， 以形成塑料封裝。在傳統(tǒng)封裝中，模制的樹(shù)脂通常比引線框厚得多。部分由于這些傳統(tǒng)封裝中樹(shù)脂的體積和厚度，得到的電子器件比預(yù)期要大和重。而且，半導(dǎo)體器件的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。半導(dǎo)體器件的部分成本與封裝中存在的材料量相關(guān)。使用較少材料的封裝可能比使用較多材料的另一封裝具有更有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格。需要一種用于半導(dǎo)體器件的更小、更薄和更輕的封裝。還需要使用較少材料的半導(dǎo)體器件封裝。

發(fā)明內(nèi)容
為半導(dǎo)體管芯提供一種封裝。所述封裝包括已形成的引線框。該引線框具有多個(gè)已形成的引線。引線具有位于第一半導(dǎo)體管芯附近但是與其間隔開(kāi)的第一端。引線的第一端基本上處于第一平面水平。每個(gè)引線的第二端高于第一端，并且基本上處于第二平面水平，其中第二平面水平高于第一平面水平。半導(dǎo)體管芯上的墊片(pad)電耦合至引線的一個(gè)或多個(gè)第一端。在第一半導(dǎo)體管芯周?chē)约耙€之間形成樹(shù)脂，使得封裝具有與引線的厚度基本上相等的厚度。封裝和引線框具有127到500微米范圍內(nèi)的厚度。提供了多種實(shí)施方式用于將半導(dǎo)體管芯安裝到封裝中。半導(dǎo)體管芯可以倒置，并且倒裝芯片(flip chip)鍵合至一個(gè)或多個(gè)第一端。倒裝芯片半導(dǎo)體管芯的背側(cè)可以暴露， 或者可以由樹(shù)脂覆蓋。半導(dǎo)體管芯可以布線鍵合至第一端。在這種情況下，半導(dǎo)體管芯的背側(cè)可以從封裝暴露出來(lái)。備選地，半導(dǎo)體管芯可以安裝在暴露的管芯附接墊上。封裝內(nèi)可以疊置至少兩個(gè)半導(dǎo)體管芯。在這種情況下，兩個(gè)或更多管芯的每個(gè)都布線鍵合至適當(dāng)?shù)囊€。而且，兩個(gè)或更多封裝可以疊置在另一個(gè)上。在這種情況下，將暴露的引線對(duì)齊，使得疊置封裝電耦合在一起，以形成系統(tǒng)?？梢詫?duì)部分引線進(jìn)行鍍覆，以增強(qiáng)鍵合布線的鍵合或者用于倒裝芯片鍵合。還可以鍍覆部分引線以增強(qiáng)封裝的板焊(boardsoldering)。
封裝是通過(guò)新方法形成的。具體地，引線框是通過(guò)在引線框塊上形成光抗蝕劑掩模的步驟來(lái)形成的。可以使用傳統(tǒng)的掩模步驟。接下來(lái)，將至少一半引線框塊刻蝕掉，以形成引線框。繼而，移除光抗蝕劑掩模。最后，對(duì)引線框應(yīng)用帶(tape)。帶增強(qiáng)了后續(xù)處理。


所附權(quán)利要求中記載了本發(fā)明的新穎特征。然而，為了說(shuō)明目的，在以下附圖中記載了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式。圖1示出了按照本發(fā)明某些實(shí)施方式的工藝。圖IA示出了圖1的工藝中每個(gè)步驟的示例性結(jié)果。圖2示出了按照某些實(shí)施方式的包括形成沒(méi)有管芯墊片的引線框這一步驟的工藝。圖2A示出了圖2的工藝中每個(gè)步驟的示例性結(jié)果。圖2B示出了按照本發(fā)明若干實(shí)施方式的用于形成引線框的示例性工藝。圖3示出了按照某些實(shí)施方式的倒裝芯片工藝。圖3A示出了圖3工藝中的每個(gè)步驟的示例性結(jié)果。圖4到圖25示出了某些實(shí)施方式的方法的示例性產(chǎn)品。更具體地，圖4示出了具有暴露的管芯墊片和暴露于頂部和底部的引線的封裝。圖4A示出了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在底角處的圖4的封裝。圖4B示出了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在頂角處的圖4的封裝。圖5示出了管芯在粘合劑層頂上的圖4的封裝。圖5A示出了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在底角處的圖5的封裝。圖5B示出了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在頂角處的圖5的封裝。圖6示出了粘合劑將管芯耦合至管芯墊片的圖5封裝。圖6A示出了具有頂部和底部暴露弓I線、并且塑模在底角處的圖6的封裝。圖6B示出了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在頂角處的圖6的封裝。圖7示出了倒裝芯片形式的封裝，其中管芯通過(guò)焊球耦合至引線，并且管芯的相對(duì)表面暴露于封裝的頂部。圖7A示出了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在底角處的圖7的封裝。圖7B示出了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在頂角處的圖7的封裝。圖8示出了圖7的倒裝芯片封裝，其管芯沒(méi)有暴露。圖8A示出了具有頂部和底部暴露弓I線、并且塑模在底角處的圖8的封裝。圖8B示出了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在頂角處的圖8的封裝。圖9示出了圖7的封裝，具有(頂部)暴露的管芯，其通過(guò)焊球耦合至暴露于封裝底部的管芯墊片。圖9A示出了具有頂部和底部暴露弓I線、并且塑模在底角處的圖9的封裝。圖9B示出了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在頂角處的圖9的封裝。圖10示出圖9的封裝，其中管芯沒(méi)有暴露于封裝的頂部。圖IOA示出了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在底角處的圖10的封裝。圖IOB示出了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在頂角處的圖10的封裝。
圖11示出了頂部和底部暴露引線布線鍵合至管芯的疊置管芯實(shí)現(xiàn)。圖IlA示出 了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在底角處的圖11的封裝。圖IlB示出了具有頂部和底部暴露引線、并且塑模在頂角處的圖11的封裝。圖12-圖25示出了使用某些上述封裝的疊置或?qū)盈B封裝(PoP)實(shí)現(xiàn)。特別地，圖12示出了按照疊置或?qū)盈B封裝配置的兩個(gè)圖4的封裝。圖13示出了按照疊置配置的兩個(gè)圖5的封裝。圖14示出了圖5的封裝疊置于另一圖5的封裝頂上，但是所述另一封裝已被倒置，使得第一封裝的底部鄰接第二封裝的底部。圖15示出了按照疊置配置的兩個(gè)圖6的封裝。圖16示出了疊置在未倒置的圖6封裝頂上的倒置的圖6的封裝，使得兩個(gè)封裝的頂面鄰接。圖17示出了疊置在圖5封裝頂上的圖4的封裝。圖18示出了疊置在圖6封裝頂上的圖7的封裝。圖19示出了疊置在圖6封裝頂上的圖9的封裝。圖20示出了疊置在圖9的封裝頂上的、倒置的圖6的封裝，使得兩個(gè)封裝的頂面鄰接。圖21示出了疊置在倒置的圖9封裝頂上的、倒置的圖6的封裝。圖22示出了疊置在圖6的封裝頂上的圖6C的封裝。圖23示出了疊置在圖6的封裝頂上的圖6D的封裝。圖24示出了疊置在圖5的封裝頂上的圖6D的封裝。圖25示出了疊置在圖6的封裝頂上的圖6C的封裝。圖26示出了圖6D的封裝疊置在圖7的封裝頂上，而圖7的封裝疊置在圖6的封裝頂上。圖27示出了圖6C的封裝疊置在倒置的圖6的封裝頂上，而倒置的圖6封裝疊置在未倒置的圖6的封裝頂上。圖28示出了各種不同形狀的引線框，以及形成某些實(shí)施方式的引線的分割工藝。圖28A示出了某些實(shí)施方式用來(lái)形成圖4A中所示封裝的方法。圖28B示出了某些實(shí)施方式用來(lái)形成圖4B中所示封裝的方法。
具體實(shí)施例方式在下文描述中，為了說(shuō)明目的而記載了多個(gè)細(xì)節(jié)和備選方案。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，可以在不使用這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明。在其他情況下，公知的結(jié)構(gòu)和器件以框圖的形式示出，以避免不必要的細(xì)節(jié)干擾對(duì)本發(fā)明的描述。I.方法A.具有管芯墊片的引線框圖1示出了按照本發(fā)明的某些實(shí)施方式用于制造半導(dǎo)體封裝的工藝100。圖IA 示出了圖1的工藝100中每個(gè)步驟的示例性結(jié)果。如這些附圖所示，工藝100開(kāi)始于步驟 110，在此形成引線框102。形成引線框的工藝在下文參考圖2B來(lái)描述。引線框102通常包括銅、42合金或者其他適當(dāng)?shù)牟牧?，并且具?27到500微米范圍內(nèi)的典型厚度?？蛇x地，引線框或者引線框的一部分可以進(jìn)行鍍覆。此類(lèi)鍍覆優(yōu)選地改善強(qiáng)度、鍵合、電導(dǎo)性和/或熱傳遞。如圖IA所示，通常形成期望形狀的引線框102，繼而將其置于帶108上。引線框102包括管芯附接墊112，以及一個(gè)和通常多個(gè)引線114。管芯附接墊112 優(yōu)選地基本上是平面的，并且具有底表面和頂表面。管芯附接墊112的頂表面適于接收半導(dǎo)體管芯122。每個(gè)引線114包括第一端，其在第一平面水平內(nèi)形成，并且基本上與管芯附接墊112共面。形成引線114以包括臺(tái)階、分層和/或多級(jí)形成的形狀。每個(gè)引線114包括第二端，其處于高于管芯附接墊112的水平。優(yōu)選地，臺(tái)階是使用光抗蝕劑和部分刻蝕工藝(通常是半刻蝕)形成的。如下文進(jìn)一步討論的，這些形狀具有特定的優(yōu)點(diǎn)。不論形成引線框102的方式如何，在步驟110之后，工藝100轉(zhuǎn)至步驟120，在此進(jìn)行管芯附接和/或布線鍵合。如上所述，引線框102通常包括用于管芯墊片112和/或引線114的區(qū)域。如圖IA所示，管芯附接通常包括通過(guò)使用粘合劑123將管芯122耦合至管芯附接墊112，而布線鍵合包括使用布線124來(lái)將管芯122耦合至管芯墊片112和/或一個(gè)或多個(gè)引線114。在步驟120進(jìn)行管芯附接和/或布線鍵合之后，工藝100轉(zhuǎn)至步驟130，在此應(yīng)用塑模132。通常，塑模132包括塑料聚合物或者樹(shù)脂，其塑封管芯122、布線鍵合124并上至引線框102的頂表面，包括管芯墊片112和/或引線114。一旦在步驟130應(yīng)用了塑模132，工藝100轉(zhuǎn)至步驟140，在此移除帶108。當(dāng)帶 108被移除時(shí)，通常暴露出引線框102的底表面，包括管芯墊片112和/或引線114。在去帶步驟140之后，工藝100轉(zhuǎn)至步驟150，在此切割塑模條中包含的個(gè)體封裝單元，以形成個(gè)體半導(dǎo)體封裝。繼而，工藝100結(jié)束。下文將結(jié)合圖28進(jìn)一步描述特定實(shí)施方式的切割步驟。引線114的與管芯附接墊112共面的部分通過(guò)封裝的底部而暴露，而引線114的被提升并在分割步驟之后保留的那些部分則在封裝的頂部暴露。由此，封裝僅僅與引線框一樣厚。引線框的厚度優(yōu)選地在127到500微米的范圍內(nèi)。這比任何傳統(tǒng)封裝都要薄得多。B.沒(méi)有管芯墊片的引線框圖2示出了按照某些實(shí)施方式的包括用于形成沒(méi)有管芯墊片的引線框202的步驟 210的工藝。圖2A示出了圖2中工藝的每個(gè)步驟的示例性結(jié)果。如這些附圖所示，工藝200 開(kāi)始于步驟210，在此形成引線框202。引線框202通常包括銅、42合金或者其他適當(dāng)材料。 類(lèi)似于上文圖1的步驟110，形成引線框202可選地包括對(duì)弓I線框202的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域進(jìn)行鍍覆。如圖2A所示，通常形成特定形狀的引線框202，繼而將其置于帶208上。還如圖2A所示，某些實(shí)施方式的引線框202包括一個(gè)或多個(gè)引線214，但是不包括管芯附接墊。以此方式，圖2的工藝200和引線框202不同于圖1的工藝100和引線框 102。然而，與圖1類(lèi)似，圖2中引線框202的引線214部分附加地包括臺(tái)階、分層和/或多級(jí)形成的形狀。臺(tái)階優(yōu)選地是使用光抗蝕劑和部分刻蝕工藝形成的。在形成具有引線214 但是沒(méi)有管芯墊片的引線框202之后，附加帶層208。圖2B示出了用于形成引線框202的工藝。該工藝可適用于形成本發(fā)明任何實(shí)施方式的引線框。提供銅、合金或者其他適當(dāng)材料的引線框塊270。引線框塊270優(yōu)選地在 127到500微米厚度的范圍內(nèi)。使用傳統(tǒng)的光抗蝕劑工藝，將光抗蝕劑材料應(yīng)用于引線框塊270的每個(gè)面。以通常的方式對(duì)光抗蝕劑進(jìn)行掩模、曝光和顯影，以形成光抗蝕劑掩模元件272。通過(guò)光抗蝕劑掩模元件272，引線框塊270被刻蝕到其厚度的部分，并且優(yōu)選地移除其厚度的至少一半。優(yōu)選地，刻蝕是濕法刻蝕工藝，并且形成引線框271。可選地，可以對(duì)引線框271的部分進(jìn)行鍍覆以增強(qiáng)鍵合?？梢岳弥辽?.27微米的銀(Ag)來(lái)鍍覆圖2B中所示的區(qū)域280以用于鍵合。備選地，可以利用至少0. 5微米的鎳(Ni)、至少0. 01微米的鈀(Pd)以及至少30埃的金(Au)的三層鍍覆替代銀來(lái)鍍覆區(qū)域 280，以用于鍵合。通常在形成引線之后形成用于增強(qiáng)鍵合的鍍覆。同樣，可選地，可以鍍覆引線框的部分以增強(qiáng)與電路板的焊接。可以利用至少7. 62 微米的鉛錫(tin-lead)來(lái)鍍覆區(qū)域282以用于板焊。備選地，可以利用至少7. 62微米的亞光錫(matte tin)來(lái)鍍覆區(qū)域282以用于板焊。作為第三備選方案，可以利用至少0. 5 微米的鎳(Ni)、至少0. 01微米的鈀(Pd)以及至少30埃的金(Au)的三層鍍覆替代銀來(lái)鍍覆區(qū)域282，以用于板焊。這些鍍覆和備選方案可適用于形成本發(fā)明任意實(shí)施方式的鍍覆區(qū)域。優(yōu)選地，在完全形成封裝并且移除帶208之后，執(zhí)行用于增強(qiáng)板焊的鍍覆。因此，不論形成引線框202的方式如何，在步驟210之后，工藝200轉(zhuǎn)至步驟220， 在此優(yōu)選地通過(guò)粘合劑223將半導(dǎo)體管芯222附接至帶208。繼而在半導(dǎo)體管芯222與引線214之間耦合布線鍵合224。如上所述，引線框202通常包括用于引線214的區(qū)域，但是沒(méi)有管芯墊片。有益地，由于管芯222相對(duì)于引線214而言的較低位置，封裝的厚度是引線框202的厚度。在步驟220進(jìn)行管芯附接和/或布線鍵合之后，工藝200轉(zhuǎn)至步驟230，在此應(yīng)用塑模232。通常，塑模232包括塑料聚合物或者樹(shù)脂，其封壓管芯222、布線鍵合224以及引線框202的頂表面，包括引線214。一旦在步驟230應(yīng)用了塑模232，工藝200轉(zhuǎn)至步驟240，在此移除帶208。在移除帶208時(shí)，通常暴露出管芯粘合劑223和引線框202的底表面，包括引線214。在去帶步驟240之后，工藝200轉(zhuǎn)至步驟250，在此分割塑模條內(nèi)所包含的個(gè)體封裝單元，以形成個(gè)體半導(dǎo)體封裝。繼而，工藝200結(jié)束。如上所述，將結(jié)合圖28對(duì)分割進(jìn)行更為詳細(xì)地討論。由此，封裝僅僅與引線框一樣厚。引線框的厚度優(yōu)選地在127到500微米范圍內(nèi)。C.倒裝芯片(通過(guò)使用焊球來(lái)取代鍵合布線)圖3示出了按照某些實(shí)施方式的倒裝芯片工藝。圖3A示出了圖3的工藝中每個(gè)步驟的示例性結(jié)果。如這些附圖所示，工藝300開(kāi)始于步驟310，在此形成引線框302。引線框302通常包括銅、42合金或者其他適當(dāng)材料，并且具有127到500微米范圍內(nèi)的典型厚度。類(lèi)似于上文圖2的步驟210，形成引線框302可選地包括對(duì)引線框302的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域進(jìn)行鍍覆。如圖3A所示，通常形成特定形狀的引線框302，繼而將其置于帶308上。還如圖3A所示，某些實(shí)施方式的引線框302包括一個(gè)或多個(gè)引線314，但是不包括管芯附接墊。類(lèi)似于圖2，圖3中引線框302的引線314部分附加地包括臺(tái)階、分層和/ 或多級(jí)形成的形狀。由此，在步驟310，圖3的工藝300和引線框302類(lèi)似于步驟210處圖 2的工藝200和引線框202。然而，在步驟310之后，工藝300與工藝200不同。由此，在形成具有引線314但是沒(méi)有管芯墊片的引線框302之后，工藝300以不同于上文描述的工藝 200的步驟繼續(xù)。由此，不論形成引線框302的方式如何，在步驟310之后，工藝300轉(zhuǎn)至步驟320，在此進(jìn)行管芯附接。如上所述，引線框302通常包括用于引線314的區(qū)域，但是沒(méi)有管芯墊片。由此，如圖3A中所示，管芯附接通常包括以倒裝芯片形式通過(guò)使用焊球324將管芯322 直接耦合至引線314。由此，如圖所示，不需要布線鍵合。由此，某些實(shí)施方式不需要管芯以上的附加鍵合布線間隙，這可以進(jìn)一步降低封裝的總體高度。在步驟320進(jìn)行管芯附接和/或引線鍵合之后，工藝300轉(zhuǎn)至步驟330，在此應(yīng)用塑模332。通常，塑模332包括塑料聚合物或者樹(shù)脂，其塑封管芯322、焊球324以及引線框 302的頂表面，包括引線314。一旦在步驟330應(yīng)用了塑模332，工藝300轉(zhuǎn)至步驟340，在此移除帶308。在移除帶308時(shí)，通常暴露出引線框302的底表面，包括引線314。在去帶步驟340之后，工藝300轉(zhuǎn)至步驟350，在此分割塑模條內(nèi)所包含的個(gè)體封裝單元，以形成個(gè)體(倒裝芯片樣式的)半導(dǎo)體封裝。繼而，工藝300結(jié)束。將結(jié)合圖28 對(duì)分割進(jìn)行進(jìn)一步描述。由此，封裝僅僅與引線框一樣厚。引線框的厚度優(yōu)選地在127到 500微米的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到分別對(duì)圖1-圖1A、圖2-圖2A以及圖3_圖3A的工藝100、200和300的變形。例如，在圖3的步驟310中，可選地，沿引線314形成管芯墊片。在這些實(shí)施方式中，步驟320進(jìn)一步可選地包括通過(guò)使用倒裝芯片樣式的一個(gè)或多個(gè)焊球和/或通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)布線鍵合將管芯322鍵合至管芯墊片。根據(jù)下面小節(jié)中所討論的多種示例性封裝產(chǎn)品，將進(jìn)一步理解這些工藝變形。II.示例性封裝配置圖4-圖11更為詳細(xì)地示出了實(shí)施方式的方法所生產(chǎn)的示例性封裝。更具體地，圖 4示出了封裝400，其具有暴露的管芯422，以及暴露于封裝400的頂部和底部的引線414。 由于封裝400沒(méi)有管芯附接墊412，因此某些實(shí)施方式通過(guò)使用上文結(jié)合圖2和圖2A描述的工藝200的變形來(lái)生成封裝400。如圖4所示，封裝400不包括管芯附接墊412和管芯粘合劑。由此，管芯422直接暴露于封裝400的底部，但是對(duì)封裝400的總高度僅有的其他貢獻(xiàn)是將管芯422耦合至引線414的鍵合布線424。如圖所示，此實(shí)施方式的引線414包括臺(tái)階或者多層結(jié)構(gòu)，使得引線414的高度與管芯422和鍵合布線424的高度相匹配，并且對(duì)封裝400的高度沒(méi)有添加或者做出貢獻(xiàn)。具體地，引線414的第一層近似為管芯422的高度， 而第二層近似為將管芯422耦合至引線414的鍵合布線424所需的間隔高度。而且，鍵合布線424還包括薄型設(shè)計(jì)，諸如通過(guò)包括彎角，其例如有益地最小化其高度。圖4包括封裝400的頂部、底部和側(cè)部(剖面)視圖。圖4A和圖4B示出了針對(duì)不同實(shí)施方式的引線414的備選方案的附加側(cè)部(剖面)視圖。更具體地，圖4A示出了具有頂部和底部暴露的引線414、且塑模432在封裝400底角處的圖4封裝400。圖4B示出了具有頂部和底部暴露的引線414、且塑模432在封裝400頂角處的圖 4封裝400。圖4、圖4A和圖4B中所示的塑模432的備選配置是通過(guò)在上文描述的工藝 (100,200,300)的步驟中使用特定的變形而生成的。這些變形將在下文結(jié)合圖28進(jìn)一步討論。圖4A和圖4B中所示的封裝設(shè)計(jì)的變形有助于使塑模432更好地錨定封裝樹(shù)脂內(nèi)的引線框。圖5示出了管芯522在粘合劑層523頂上的圖4的封裝。由此，某些實(shí)施方式采用上文描述的圖2的工藝200的變形來(lái)生產(chǎn)圖5中所示的封裝500。類(lèi)似地，圖5A示出了具有頂部和底部暴露引線514、并且塑模532在封裝500底角處的圖5的封裝500。圖5B 示出了具有頂部和底部暴露引線514、并且塑模532在頂角處的圖5的封裝500。圖6示出了具有將管芯622耦合至管芯墊片612的管芯附接焊塊623的圖5的封裝。由于圖6的封裝600包括管芯墊片612，某些實(shí)施方式采用上文結(jié)合圖1描述的工藝 100來(lái)生產(chǎn)圖6的封裝600。圖6A示出了具有頂部和底部暴露引線614、并且塑模632在底角處的圖6封裝 600。圖6B示出了具有頂部和底部暴露引線614、并且塑模在頂角處的圖6的封裝600。圖7示出了倒裝芯片形式的封裝700，其具有通過(guò)焊球724 (而非鍵合布線)耦合至引線714的管芯722。如該圖所示，管芯722與焊球相對(duì)的表面暴露于封裝700的頂部。 通過(guò)暴露管芯722，管芯722的排熱得到增強(qiáng)。由于封裝700利用倒裝芯片形式的封裝，某些實(shí)施方式采用上文結(jié)合圖3描述的工藝300的變形來(lái)生產(chǎn)封裝700。圖7A示出了具有頂部和底部暴露引線714、并且塑模732在底角處的圖7的封裝 700。圖7B示出了具有頂部和底部暴露引線714、并且塑模732在頂角處的圖7的封裝700。圖8示出了管芯822沒(méi)有暴露的圖7的倒裝芯片封裝。使用焊盤(pán)或支撐盤(pán)(pillar bump) 824將管芯822耦合至引線814。圖8A示出了具有頂部和底部暴露引線814、并且塑模832在底角處的圖8封裝800。圖8B示出了具有頂部和底部暴露引線814、并且塑模832 在頂角處的圖8封裝800。圖9示出了圖7的倒裝芯片封裝，具有(頂部)暴露的管芯922，其經(jīng)由焊球924 耦合至暴露于封裝900底部的管芯墊片912。圖9A示出了具有頂部和底部暴露引線914、 并且塑模932在底角處的圖9的封裝900。圖9B示出了具有頂部和底部暴露引線914、并且塑模932在頂角處的圖9的封裝900。圖10示出了圖9的封裝，其中管芯1022未暴露于封裝1000的頂部。圖IOA示出了具有頂部和底部暴露引線1014、并且塑模1032在底角處的圖10封裝1000。圖IOB示出了具有頂部和底部暴露引線1014、并且塑模1032在頂角處的圖10的封裝1000。圖11示出了疊置管芯實(shí)現(xiàn)1100，其具有頂部和底部暴露的引線1114，其(通過(guò)鍵合布線1124)布線鍵合至兩個(gè)管芯1122和1125的每一個(gè)。圖IlA示出了具有頂部和底部暴露引線1114、并且塑模1132在底角處的圖11的封裝1100。圖IlB示出了具有頂部和底部暴露引線1114、并且塑模1132在頂角處的圖11的封裝1100。如圖11所示，某些實(shí)施方式支持多個(gè)和/或疊置管芯的薄型封裝實(shí)現(xiàn)。某些實(shí)施方式還支持按照疊置或“層疊封裝(package-on-package)，，配置的多個(gè)薄型封裝的實(shí)現(xiàn)。 這些配置具有附加的特定特征。例如，某些實(shí)施方式包括在薄型封裝的一個(gè)或多個(gè)面暴露的管芯和/或暴露的引線，這允許訪問(wèn)封裝內(nèi)的特定位置(盡管封裝是疊置的)，和/或促進(jìn)封裝的疊置。這些特征將結(jié)合下面的附圖進(jìn)一步描述。圖4-圖11中的示例絕非排他的， 在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，很多其他變形是可行的。III.示例性疊置或?qū)盈B封裝配置由于上文結(jié)合圖4-圖11描述的示例性封裝400-1100具有包括小形狀因素和/ 或薄型維度在內(nèi)的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因此當(dāng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)和/或具體化時(shí)，工藝(100、200、300)和封裝 400-1000將具有進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。此類(lèi)實(shí)施方式例如包括疊置的和/或?qū)盈B封裝配置。圖12-圖25示出了使用某些上述封裝的疊置或?qū)盈B封裝(PoP)實(shí)現(xiàn)。具體地，圖12示出了按照疊置和/或?qū)盈B封裝配置的兩個(gè)圖4的封裝400。如該圖所示，兩個(gè)封裝400U (上)和400L (下)垂直疊置，使得較低封裝400L的暴露引線414L 的頂部與較高封裝400U的暴露引線414U的底部鄰接。然而，此實(shí)施方式的其他特征(諸如管芯422和鍵合布線424)由塑模432保持為隔開(kāi)。有益地，某些實(shí)施方式在引線414U 和414L之間提供電、熱和/或其他連通。類(lèi)似地，圖13示出了按照疊置配置的兩個(gè)圖5的封裝500U和500L，其中引線514U 和514L的暴露表面鄰近。圖14示出了圖5的封裝500U疊置于另一圖5的封裝500L頂上。然而，較低的封裝500L已經(jīng)倒置，使得較低封裝500L的底部與較高封裝500U的底部鄰接。在此配置中， 兩個(gè)封裝500U和500L的底部暴露的管芯粘合劑523U和523L相向和/或可選地耦合。而且，暴露引線514U和514L的底面鄰近。圖15示出了按照疊置配置的兩個(gè)圖6的封裝600。圖16示出了倒置的圖6的封裝600U疊置在未倒置的圖6的封裝600L頂上，使得兩個(gè)封裝(600U和600L)的頂表面鄰接。在此配置中，暴露引線614U和614L的頂部彼此鄰接和/或連通。如上所述，連通包括電、熱或者其他有益的連通。多個(gè)、疊置的或者層疊封裝配置的個(gè)體封裝包括相同和/或不同的形式和類(lèi)型。 例如，圖17示出了圖4封裝400U疊置在圖5封裝500L頂上。在另一例中，圖18示出了圖 7封裝700U疊置在圖6封裝600L頂上。此外，圖19示出了圖9封裝900U疊置在圖6封裝 600L頂上。在其他配置中，圖20示出了圖6的封裝600U倒置并疊置在圖9的封裝900L頂上，使得兩個(gè)封裝600U和900L的頂表面鄰接。圖21示出了圖6的封裝600U倒置并疊置在倒置的圖9的封裝900L頂上。圖22示出了圖6的封裝600U疊置在圖6的封裝600L頂上的變形。如該圖所示，封裝600U具有特定形狀的管芯墊片612U和/或引線614U。可選地，該特定形狀由圖1、圖2和圖3各自的工藝100、200和/或300過(guò)程中的變形來(lái)形成。圖23示出了圖6的封裝600U疊置在圖6的封裝600L頂上的另一變形。類(lèi)似于圖23，圖24示出了圖6的封裝600U疊置在圖5的封裝500L頂上的變形。類(lèi)似于圖22，圖25示出了圖6的封裝600U疊置在圖6的封裝600L頂上的變形。 在圖25中，倒置較低的封裝600L，使得兩個(gè)管芯612U和612L以及引線614U和614L的暴露面鄰接。此外，上文描述的層疊封裝配置不限于兩個(gè)疊置封裝。例如，圖26示出了這樣一種變形，其中圖6的封裝600U疊置在圖7的封裝700M頂上，而封裝700M疊置在圖6的封裝600L頂上。在這些實(shí)施方式中，由于中間的封裝700M具有暴露于頂部和底部二者的弓I線 714M，因此所有三個(gè)封裝(較高的600U，中間的700M以及較低的600L)的引線614U、714M 和614L有益地彼此連通。類(lèi)似地，圖27示出了這樣一種變形，其中圖6封裝600U疊置在倒置的圖6的封裝 600M頂上，而封裝600M疊置在未倒置的圖6的封裝600L頂上。如該圖所示，引線614U、 614M和614L都是連通的。此外，較高的600U和中間的600M封裝的管芯墊片612U和612M 也彼此相向和/或連通。圖12-圖27中的示例絕非排他的，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，多種其他變形是可行的。IV.優(yōu)點(diǎn)如上所述，工藝100、200和300產(chǎn)生不同的封裝，每種封裝具有不同的屬性和優(yōu)點(diǎn)。在每種情況中，封裝的高度與引線框相同。工藝200在引線框形成步驟310產(chǎn)生沒(méi)有管芯附接墊的封裝。某些實(shí)施方式還在引線框形成步驟(110、210、310)或者諸如分割步驟 (150,250,350)的其他步驟提供對(duì)封裝的變形。具體地，圖28示出了某些實(shí)施方式用來(lái)生產(chǎn)圖4中所示封裝的方法。圖28A示出了某些實(shí)施方式用來(lái)形成圖4A中所示封裝的方法。 圖28B示出了某些實(shí)施方式用來(lái)形成圖4B中所示封裝的方法。如圖28、圖28A和圖28B所示，這些實(shí)施方式通過(guò)使用各種手段來(lái)形成分割的封裝，例如，通過(guò)最初形成具有各種形狀的引線框。繼而，在不同的位置對(duì)封壓的引線框進(jìn)行分割，以產(chǎn)生期望的封壓形狀。此外，圖4-圖27示出了按照本發(fā)明多種實(shí)施方式的配置的各種頂視圖、底視圖和 /或側(cè)視圖。這些實(shí)施方式中的某些是通過(guò)使用上文描述的工藝100、200和/或300形成的。如上所述，這些封裝400-2700具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。(1)例如，如上所述，工藝(100、200、300)具有的制造步驟少于本領(lǐng)域已知的傳統(tǒng)方法。因此工藝(100、200、300)具有較少的步驟，因此其比本領(lǐng)域已知的工藝廉價(jià)。而且， 因?yàn)楣に?100、200、300)具有較少的步驟，其通常還比其他工藝要快，或者換言之，具有更
高的生產(chǎn)量。(2)工藝(100、200、300)能夠得到接近封裝內(nèi)所封裝管芯的尺度的封裝尺寸。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解減小封裝尺寸的優(yōu)點(diǎn)。例如，占地面積近似于其管芯尺寸的封裝在電路板上所需的安裝面積不會(huì)比管芯的近似尺寸大太多。由此，該優(yōu)點(diǎn)允許將更多的半導(dǎo)體器件置于板上，或是使用較小的電路板，這通常將得到較小形狀因素的應(yīng)用，以及附加的尺寸和/或成本節(jié)省，諸如由于降低的裝運(yùn)和制造成本。(3)此外，厚度接近封裝內(nèi)部封壓的管芯厚度的封裝支持使用此類(lèi)小外形和/或薄型封裝的薄型實(shí)現(xiàn)。(4)由于與工藝100所形成的封裝的高度有關(guān)的關(guān)鍵性因素通常是管芯的高度或者其他因素，因此引線的高度對(duì)于封裝的高度沒(méi)有影響或者具有可忽略的影響。實(shí)際上，與封裝和/或管芯的高度相比引線具有零或者幾乎為零的高度。(5)而且，因?yàn)楣に?00具有較少的步驟，并且其產(chǎn)品通常在尺寸上接近小塑封管芯，因此在此示出和描述的封裝提供了對(duì)隨時(shí)間消耗的構(gòu)成材料的體積的節(jié)省，或者換言之，提供了更高的產(chǎn)量。而且，上述工藝100、200和300所支持的各種多個(gè)可能的封裝配置獲得了其他優(yōu)點(diǎn)。盡管已經(jīng)參考多個(gè)特定細(xì)節(jié)描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，可以在不脫離本發(fā)明精神的情況下以其他具體形式來(lái)具體化本發(fā)明。由此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解，本發(fā)明不受前文說(shuō)明性細(xì)節(jié)的限制，而是由所附權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種封裝，包括(a)第一半導(dǎo)體管芯；(b)具有多個(gè)已形成引線的已形成引線框，每個(gè)引線具有第一端和第二端，所述第一端位于所述第一半導(dǎo)體管芯附近但與其間隔開(kāi)，并且基本上處于第一平面水平，而所述第二端基本上處于第二平面水平，其中所述第二平面水平高于所述第一平面水平；(c)電耦合裝置，用于在所述第一半 導(dǎo)體管芯上的至少一個(gè)墊片與至少一個(gè)所述第一端之間進(jìn)行電耦合；以及(d)在所述第一半導(dǎo)體管芯周?chē)约霸谒鲆€之間形成的樹(shù)脂，使得所述封裝具有與所述引線框的厚度基本上相等的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述引線框和所述封裝具有127到500微米范圍內(nèi)的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述第二端在所述封裝的頂部和底部暴露于所述封裝的邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述第二端在所述封裝的頂部、但是不在其底部暴露于所述封裝的邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述第二端在所述封裝的底部、但是不在其頂部暴露于所述封裝的邊緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述第二平面水平高于所述第一平面水平的量比所述第一半導(dǎo)體管芯要厚。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述第二平面水平高于所述第一平面水平的量比所述第一半導(dǎo)體管芯要薄。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述第二平面水平高于所述第一平面水平的量基本上是所述第一半導(dǎo)體管芯的相同厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述第一半導(dǎo)體管芯被倒置，并且倒裝芯片鍵合至一個(gè)或多個(gè)所述第一端。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的封裝，其中所述第一半導(dǎo)體管芯的背側(cè)是暴露的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的封裝，其中所述鍵合由焊球形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的封裝，其中所述鍵合由支撐盤(pán)形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的封裝，其中所述第一半導(dǎo)體管芯的背側(cè)由所述樹(shù)脂覆蓋。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其中所述半導(dǎo)體管芯的背側(cè)暴露于所述第一端之間， 并且所述電耦合裝置包括布線鍵合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的封裝，進(jìn)一步包括疊置在所述第一半導(dǎo)體管芯上并且與其電隔離的第二半導(dǎo)體管芯，其中所述第二半導(dǎo)體管芯的至少一個(gè)墊片與至少一個(gè)所述引線電耦合。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，進(jìn)一步包括與所述第一端基本上共面的管芯附接墊，其中所述半導(dǎo)體管芯安裝在所述管芯附接墊上，并且所述電耦合裝置包括布線鍵合。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，進(jìn)一步包括通過(guò)疊置至少兩個(gè)封裝而形成的系統(tǒng)， 使得一個(gè)封裝的所述引線與另一封裝的所述引線鄰接定位并且電耦合。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，進(jìn)一步包括用以增強(qiáng)鍵合的、所述引線上的鍍覆面。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，進(jìn)一步包括用以增強(qiáng)板焊的、所述引線框上的鍍覆面。
20.一種形成封裝的方法，包括(a)提供第一半導(dǎo)體管芯；(b)形成具有多個(gè)已形成引線的引線框，每個(gè)引線具有第一端和第二端，所述第一端位于所述第一半導(dǎo)體管芯附近但與其間隔開(kāi)，并且基本上處于第一平面水平，而所述第二端基本上處于第二平面水平，其中所述第二平面水平高于所述第一平面水平；(c)在所述第一半導(dǎo)體管芯上的至少一個(gè)墊片與至少一個(gè)所述第一端之間進(jìn)行電耦合；以及(d)在所述第一半導(dǎo)體周?chē)约霸谒鲆€之間形成樹(shù)脂，使得所述封裝具有與所述引線框的厚度基本上相等的厚度。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述引線框和所述封裝具有127到500微米范圍內(nèi)的厚度。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，所述第二端在所述封裝的頂部和底部暴露于所述封裝的邊緣。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，所述第二端在所述封裝的頂部、但是不在其底部暴露于所述封裝的邊緣。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，所述第二端在所述封裝的底部、但是不在其頂部暴露于所述封裝的邊緣。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第二平面水平高于所述第一平面水平的量比所述第一半導(dǎo)體管芯要厚。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第二平面水平高于所述第一平面水平的量比所述第一半導(dǎo)體管芯要薄。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第二平面水平高于所述第一平面水平的量基本上是所述第一半導(dǎo)體管芯的相同厚度。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一半導(dǎo)體管芯被倒置，并且倒裝芯片鍵合至一個(gè)或多個(gè)所述第一端。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中暴露所述第一半導(dǎo)體管芯的背側(cè)。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中利用樹(shù)脂來(lái)覆蓋所述第一半導(dǎo)體管芯的背側(cè)。
31.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一半導(dǎo)體管芯的背側(cè)暴露于所述第一端之間，并且使用布線鍵合用于電耦合。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，進(jìn)一步包括疊置在所述第一半導(dǎo)體管芯上并且與其電隔離的第二半導(dǎo)體管芯，其中所述第二半導(dǎo)體管芯的至少一個(gè)墊片與至少一個(gè)所述引線電耦合。
33.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括與所述第一端基本上共面的管芯附接墊，其中所述半導(dǎo)體管芯安裝在所述管芯附接墊上，并且使用布線鍵合用于電耦合。
34.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)疊置至少兩個(gè)封裝而形成的系統(tǒng)， 使得一個(gè)封裝的所述引線與另一封裝的所述引線鄰近定位并且電耦合。
35.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括鍍覆所述引線上的面以增強(qiáng)鍵合。
36.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括鍍覆所述引線框上的面以增強(qiáng)板焊。
全文摘要
本發(fā)明涉及極薄式半導(dǎo)體封裝。具體地，提出一種封裝及其制造方法。所述封裝包括第一鍍覆區(qū)域、第二鍍覆區(qū)域、管芯、鍵合以及塑模。管芯附接至第一鍍覆區(qū)域，并且鍵合將管芯耦合至第一和/或第二鍍覆區(qū)域。塑模封壓管芯、鍵合布線以及第一鍍覆區(qū)域和第二鍍覆區(qū)域的頂面，使得第一鍍覆區(qū)域和第二鍍覆區(qū)域的底面暴露于封裝外部。
文檔編號(hào)H01L21/50GK102194770SQ201010128800
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者S·希里諾拉酷爾, S·諾恩德哈希特希查埃 申請(qǐng)人:優(yōu)特泰國(guó)有限公司